28.01.2026
«Влияние поверхностных электронно- и ионно-пучковых обработок на коррозионные и неупругие свойства никелида титана»
Сотрудниками лаборатории материаловедения покрытий и нанотехнологий ИФПМ СО РАН совместно с коллегами из МФТИ и НИ ТПУ проведены исследования фазово-структурного состояния, коррозионных и неупругих свойств сплава на основе никелида титана биомедицинского назначения, поверхность которого была модифицирована путем импульсных воздействий низкоэнергетическим сильноточным электронными пучком (НСЭП) и пучками ионов Zr (~1,4·1017 см-2) в режиме высокодозовой ионной имплантации.
Методом электронной Оже-спектроскопии выявлено, что электронно- и ионно-пучковые обработки приводят к изменению основных характеристик поверхностных оксидных слоев по сравнению с их характеристиками для природной оксидной пленки или после применения стандартной электролитической полировки. Наиболее характерными являются: смена однофазной структуры на многофазную нанокомпозитную (аморфно-кристаллическую), двукратное увеличение толщины слоя с высокой (> 50 об. %) концентрацией кислорода. Например, в ионномодифицированном цирконием поверхностном слое никелида титана, наряду с фазами на основе оксидов титана, имели место фазы на основе оксидов циркония и интерметаллиды на основе Ni-Zr.
Показано, что в совокупности, перечисленные характеристики являются главной причиной эффективного повышения коррозионной стойкости никелида титана в биохимических имитаторах биологических сред. Кроме того, способность к самопассивации поврежденной оксидной пленки в образцах никелида титана после электронно- или ионно-пучковой обработки кратно возрастает по сравнению таковой в природной оксидной пленке.
Выполнены оценки неупругих свойств никелида титана при комнатной температуре и в условиях циклического накопления и возврата деформации кручением, не превышающей ~4%, что соответствует типичному для сосудистых имплантатов уровню деформации. Установлено, что поверхностные электронно- или ионно-пучковые обработки не только не оказывают негативного влияния на сверхэластичное поведение никелида титана, но и способствуют уменьшению величины остаточной пластической деформации, накапливаемой при циклическом нагружении в упомянутых условиях.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, FWRW-2026-0008.
Исследования опубликованы в журнале Materials Research Bulletin (Q1 по данным SJR, Импакт-фактор 5.7).
V.O. Semin, F.A. D’yachenko, A.V. Erkovich, M.G. Ostapenko, D.V. Chepelev, L.L. Meisner, Characterization of surface chemistry, corrosion, and superelastic properties of Ti2Ni-rich TiNi alloy treated by electron and ion beams, Materials Research Bulletin, Volume 198, 2026, 114001. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2026.114001
Методом электронной Оже-спектроскопии выявлено, что электронно- и ионно-пучковые обработки приводят к изменению основных характеристик поверхностных оксидных слоев по сравнению с их характеристиками для природной оксидной пленки или после применения стандартной электролитической полировки. Наиболее характерными являются: смена однофазной структуры на многофазную нанокомпозитную (аморфно-кристаллическую), двукратное увеличение толщины слоя с высокой (> 50 об. %) концентрацией кислорода. Например, в ионномодифицированном цирконием поверхностном слое никелида титана, наряду с фазами на основе оксидов титана, имели место фазы на основе оксидов циркония и интерметаллиды на основе Ni-Zr.
Показано, что в совокупности, перечисленные характеристики являются главной причиной эффективного повышения коррозионной стойкости никелида титана в биохимических имитаторах биологических сред. Кроме того, способность к самопассивации поврежденной оксидной пленки в образцах никелида титана после электронно- или ионно-пучковой обработки кратно возрастает по сравнению таковой в природной оксидной пленке.
Выполнены оценки неупругих свойств никелида титана при комнатной температуре и в условиях циклического накопления и возврата деформации кручением, не превышающей ~4%, что соответствует типичному для сосудистых имплантатов уровню деформации. Установлено, что поверхностные электронно- или ионно-пучковые обработки не только не оказывают негативного влияния на сверхэластичное поведение никелида титана, но и способствуют уменьшению величины остаточной пластической деформации, накапливаемой при циклическом нагружении в упомянутых условиях.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, FWRW-2026-0008.
Исследования опубликованы в журнале Materials Research Bulletin (Q1 по данным SJR, Импакт-фактор 5.7).
V.O. Semin, F.A. D’yachenko, A.V. Erkovich, M.G. Ostapenko, D.V. Chepelev, L.L. Meisner, Characterization of surface chemistry, corrosion, and superelastic properties of Ti2Ni-rich TiNi alloy treated by electron and ion beams, Materials Research Bulletin, Volume 198, 2026, 114001. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2026.114001